El regulador de voltaje lineal consta básicamente de pines de entrada, salida y GND. Dado que tiene la característica de salida variable, se agrega un pin de retroalimentación que retroalimenta el voltaje de salida.
El circuito interno de un regulador lineal consta básicamente de un amplificador de error (un amplificador operacional para la detección de errores), una fuente de voltaje de referencia y un transistor de salida. Aunque PCH MOSFET y NCH MOSFET se usan como transistores de salida, también se pueden usar transistores bipolares PNP y NPN.
La operación se simula completamente, utilizando uno de los circuitos de control básicos del amplificador operacional, el circuito de retroalimentación. Después de que cambia la entrada o la carga, el amplificador de error compara continuamente el voltaje de referencia de retroalimentación del voltaje de salida del regulador, ajusta el transistor de potencia a cero y mantiene el VO constante, incluso si el voltaje de salida comienza a cambiar. Este es el circuito de retroalimentación que controla la estabilización (regulación).
Como se mencionó anteriormente, el voltaje de los pines no inversores del amplificador de error suele ser el mismo que el del VREF, por lo que la corriente a R2 será constante. La corriente que fluye hacia R1 y R2 se puede obtener mediante REF÷R2, por lo que Vo será la corriente × (R1 más R2)